ОСАЖДЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ СЕРЕБРА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НА РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ
Амдур А.М.(1), Федоров С.А.(1,2), Курмачева В.С.(1), Малышев А.Н.(1,3)
(1) Уральский государственный горный университет
620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, д. 30
(2) Институт металлургии УрО РАН
620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена, д. 101
(3) Уральский федеральный университет
620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Металлические наночастицы используются в качестве строительных блоков для новых материалов. Кроме того, например, наночастицы серебра и золота обладают уникальными физико-химическими свойствами, что привело к их активному применению в биологии и медицине.
Целью настоящей работы – выявить как материл электрода влияет на скорость осаждения серебра в процессе электрофореза.
Коллоидный раствор серебра получали смешивая раствор нитрата серебра (0.002 М) при его температуре кипения с раствором цитрата натрия (0.0075 М) в соотношении 5 : 1. Чтобы исключить электролиз воды, для экспериментов было выбрано низкое напряжение 0,4 В. Объем раствора составлял 95 мл. Для проведения электрофореза использовались электроды из никеля, цинка, свинца, кадмия и меди. Электроды подключали к источнику постоянного тока. Продолжительность электрофореза 2 и 4 часа. После экспериментов электроды промывали дистиллированной водой, высушивали и взвешивали на аналитических весах.
Частицы серебра обнаружены только на катоде, что указывает на их положительный заряд в коллоидном растворе. Масса анода в ходе эксперимента не изменилась. Наблюдается последовательное увеличение массы осаждённого серебра на катоде и скорости его осаждения в ряду Cd → Ni → Pb → Cu → Zn. Скорость осаждения Ag на электроде убывает с увеличением продолжительности электрофореза. Формирование покрытия на поверхности электрода – гетерогенный процесс, состоящий из кинетического акта – адсорбции коллоидных частиц серебра и роста последних путем диффузии. При электрофорезе частицы подходят к электроду и адсорбируются на нем под действием значительных кулоновских сил. В начальные периоды частицы серебра осаждаются на материале катода, а затем на поверхности серебра, выделившегося ранее.
Таким образом, экспериментально установлено, что скорость осаждения серебра на катоде существенно зависит от материала электрода.
Исследование подготовлено в соответствии с государственным заданием, выданным Минобрнауки РФ, на выполнение НИР для ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» № 075-03-2026-421 от 16.01.2026.